C++使用read()和write()讀寫二進制文件
學籍管理程序
舉個例子,現(xiàn)在要做一個學籍管理程序,其中一個重要的工作就是記錄學生的學號、姓名、年齡等信息。這意味著,我們需要用一個類來表示學生,如下所示:
class CStudent { char szName[20]; //假設學生姓名不超過19個字符,以 '\0' 結(jié)尾 char szId[l0]; //假設學號為9位,以 '\0' 結(jié)尾 int age; //年齡 };
以文本形式讀寫文件
前面章節(jié)中,我們學會了如何以文本形式讀寫文件,如果使用此方式存儲學生的信息,則最終的文件中存儲的學生信息可能是這個樣子:
Micheal Jackson 110923412 17Tom Hanks 110923413 18......
要知道,這種存儲學生信息的方式不但浪費空間,而且后期不利于查找指定學生的信息(查找效率低下),因為每個學生的信息所占用的字節(jié)數(shù)不同。
這種情況下,以二進制形式將學生信息存儲到文件中,是非常不錯的選擇,因為以此形式存儲學生信息,可以直接把 CStudent 對象寫入文件中,這意味著每個學生的信息都只占用 sizeof(CStudent) 個字節(jié)。
值得一提的是,要實現(xiàn)以二進制形式讀寫文件,<< 和 >> 將不再適用,需要使用 C++ 標準庫專門提供的 read() 和 write() 成員方法。
其中,read() 方法用于以二進制形式從文件中讀取數(shù)據(jù);write() 方法用于以二進制形式將數(shù)據(jù)寫入文件。
C++ ostream::write()方法寫文件
ofstream 和 fstream 的 write() 成員方法實際上繼承自 ostream 類,其功能是將內(nèi)存中 buffer 指向的 count 個字節(jié)的內(nèi)容寫入文件,基本格式如下:
ostream & write(char* buffer, int count);
其中,buffer 用于指定要寫入文件的二進制數(shù)據(jù)的起始位置;count 用于指定寫入字節(jié)的個數(shù)。
也就是說,該方法可以被 ostream 類的 cout 對象調(diào)用,常用于向屏幕上輸出字符串。同時,它還可以被 ofstream 或者 fstream 對象調(diào)用,用于將指定個數(shù)的二進制數(shù)據(jù)寫入文件。
同時,該方法會返回一個作用于該函數(shù)的引用形式的對象。舉個例子,obj.write() 方法的返回值就是對 obj 對象的引用。需要注意的一點是,write() 成員方法向文件中寫入若干字節(jié),可是調(diào)用 write() 函數(shù)時并沒有指定這些字節(jié)寫入文件中的具體位置。
事實上,write() 方法會從文件寫指針指向的位置將二進制數(shù)據(jù)寫入。所謂文件寫指針,是是 ofstream 或 fstream 對象內(nèi)部維護的一個變量,文件剛打開時,文件寫指針指向的是文件的開頭(如果以 ios::app 方式打開,則指向文件末尾),用 write() 方法寫入 n 個字節(jié),寫指針指向的位置就向后移動 n 個字節(jié)。
下面的程序演示了如何將學生信息以二進制形式寫入文件:
#include <iostream> #include <fstream> using namespace std; class CStudent { public: char szName[20]; int age; }; int main() { CStudent s; ofstream outFile("students.dat", ios::out | ios::binary); while (cin >> s.szName >> s.age) outFile.write((char*)&s, sizeof(s)); outFile.close(); return 0; }
輸入:
Tom 60↙
Jack 80↙
Jane 40↙
^Z↙
其中,↙
表示輸出換行符,^Z 表示輸入Ctrl+Z
組合鍵結(jié)束輸入。執(zhí)行程序后,會自動生成一個 students.dat 文件,其內(nèi)部存有 72 字節(jié)的數(shù)據(jù),如果用“記事本”打開此文件,可能看到如下亂碼:
Tom 燙燙燙燙燙燙燙燙< Jack 燙燙燙燙燙燙燙蘌 Jane 燙燙燙燙燙燙燙?
值得一提的是,程序中第 13 行指定文件的打開模式為 ios::out | ios::binary,即以二進制寫模式打開。在 Windows平臺中,以二進制模式打開文件是非常有必要的,否則可能出錯,原因會在《文件的文本打開方式和二進制打開方式的區(qū)別》一節(jié)中介紹。另外,第 15 行將 s 對象寫入文件。s 的地址就是要寫入文件的內(nèi)存緩沖區(qū)的地址,但是 &s 不是 char * 類型,因此要進行強制類型轉(zhuǎn)換;第 16 行,文件使用完畢一定要關(guān)閉,否則程序結(jié)束后文件的內(nèi)容可能不完整。
C++ istream::read()方法讀文件
ifstream 和 fstream 的 read() 方法實際上繼承自 istream 類,其功能正好和 write() 方法相反,即從文件中讀取 count 個字節(jié)的數(shù)據(jù)。該方法的語法格式如下:
istream & read(char* buffer, int count);
其中,buffer 用于指定讀取字節(jié)的起始位置,count 指定讀取字節(jié)的個數(shù)。同樣,該方法也會返回一個調(diào)用該方法的對象的引用。
和 write() 方法類似,read() 方法從文件讀指針指向的位置開始讀取若干字節(jié)。所謂文件讀指針,可以理解為是 ifstream 或 fstream 對象內(nèi)部維護的一個變量。文件剛打開時,文件讀指針指向文件的開頭(如果以 ios::app 方式打開,則指向文件末尾),用 read() 方法讀取 n 個字節(jié),讀指針指向的位置就向后移動 n 個字節(jié)。因此,打開一個文件后連續(xù)調(diào)用 read() 方法,就能將整個文件的內(nèi)容讀取出來。通過執(zhí)行 write() 方法的示例程序,我們將 3 個學生的信息存儲到了 students.dat 文件中,下面程序演示了如何使用 read() 方法將它們讀取出來:
#include <iostream> #include <fstream> using namespace std; class CStudent { public: char szName[20]; int age; }; int main() { CStudent s; ifstream inFile("students.dat",ios::in|ios::binary); //二進制讀方式打開 if(!inFile) { cout << "error" <<endl; return 0; } while(inFile.read((char *)&s, sizeof(s))) { //一直讀到文件結(jié)束 cout << s.szName << " " << s.age << endl; } inFile.close(); return 0; }
程序的輸出結(jié)果是:
Tom 60
Jack 80
Jane 40
注意
程序中第 18 行直接將 read() 方法作為 while 循環(huán)的判斷條件,這意味著,read() 方法會一直讀取到文件的末尾,將所有字節(jié)全部讀取完畢,while 循環(huán)才會終止。
另外,在使用 read() 方法的同時,如果想知道一共成功讀取了多少個字節(jié)(讀到文件尾時,未必能讀取 count 個字節(jié)),可以在 read() 方法執(zhí)行后立即調(diào)用文件流對象的 gcount() 成員方法,其返回值就是最近一次 read() 方法成功讀取的字節(jié)數(shù)。感興趣的讀者可自行嘗試,這里不再做具體演示,更多關(guān)于C++ 讀寫二進制文件的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章!
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